根據《美國國家科學院院刊》本週線上發表的一份報告，大腦識別單個音符的方式與它決定音高是高還是低的方式不同。研究人員認為，大腦可能以這種方式處理聲音，以幫助區分多種噪聲來源，例如擁擠房間中的不同聲音。
所有音樂（除了最前衛的作曲）都由十二個音符組成：A、A升、B、C、C升、D、D升、E、F、F升、G和G升。這個序列稱為半音階，從最低音高到最高音高重複。例如，一個88鍵的鋼琴代表了半音階的七個迴圈，外加四個額外的音符。一個音符與其在下一個迴圈中的對應音符之間的間隔稱為八度。因此，當同時聽到一個升C和一個高八度的升C時，這兩個音符實際上是無法區分的。但是，如果交替播放這些音符，則更容易分辨出哪個音高更高。
為了測試大腦如何將兩個升C理解為相同的音符，但同時又是不同的音高，英國紐卡斯爾大學醫學院的蒂姆·格里菲斯及其同事開發了一種新技術，將音高的“高度”與它在半音階上的“位置”分離開來。透過調整音符的諧波和泛音，研究人員可以製造出聽起來比原始音高高一個八度的音調。格里菲斯說：“我們在實驗中所做的實際上是你在鋼琴上無法做到的事情。”
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在實驗中，10名受試者在接受功能性磁共振成像（fMRI）腦部掃描時，聆聽了人工製造的音調和一系列正常的音符。研究人員發現，高度操縱的音調刺激了主要聽覺皮層前部附近的腦活動，而來自半音階的音符則激活了該區域後部的區域。格里菲斯認為，大腦中的這種專門化可能有助於區分男性和女性的聲音，同時仍然在聽這個人說什麼。“可能存在兩條‘是什麼’的通路，”他解釋說。“‘物件[聲音]是什麼？’以及‘物件傳輸的資訊是什麼？’？”